شرح Zigbee2mqtt: كيف يعمل، الأجهزة المتوافقة، ونصائح عملية للتكامل

في العديد من مشاريع المنازل الذكية والمشاريع التجارية الصغيرة، لا يكمن التحدي الأكبر في نقص الأجهزة، بل في نقص...قابلية التشغيل البينيتقوم العلامات التجارية المختلفة بشحن مراكزها وتطبيقاتها وأنظمتها المغلقة الخاصة، مما يجعل من الصعب بناء نظام موحد واحد "يعمل ببساطة".

Zigbee2MQTTبرزت هذه التقنية كطريقة عملية لربط هذه الجزر. فمن خلال ربط أجهزة Zigbee بوسيط MQTT، تتيح لك تشغيل منصة الأتمتة الخاصة بك - سواء كانت Home Assistant أو لوحة تحكم داخلية أو تطبيقًا سحابيًا - مع الاستمرار في استخدام منتجات Zigbee الجاهزة.

تشرح هذه المقالة ماهية Zigbee2MQTT، وأين يندرج في عمليات النشر الحقيقية، وما يجب مراعاته عند دمجه مع أجهزة Zigbee مثل عدادات الطاقة، والمرحلات، وأجهزة الاستشعار، ومنظمات الحرارة، وغيرها من الأجهزة الميدانية من OWON.

ما هو Zigbee2MQTT؟

Zigbee2MQTT عبارة عن جسر مفتوح المصدر يقوم بما يلي:

محادثاتزيجبيمن جانب واحد (إلى أجهزتك الطرفية)
محادثاتMQTTعلى الجانب الآخر (إلى خادم التشغيل الآلي أو السحابة الخاصة بك)

بدلاً من الاعتماد على تطبيقات السحابة أو تطبيقات الجوال الخاصة بكل مُورّد، يمكنك تشغيل مُنسِّق Zigbee واحد (غالباً ما يكون جهاز USB أو بوابة) يربط أجهزة Zigbee الخاصة بك في شبكة واحدة. ثم يقوم Zigbee2MQTT بترجمة حالات الأجهزة وأوامرها إلى مواضيع MQTT، والتي يمكن استهلاكها بواسطة:

مساعد المنزل أو منصات مفتوحة المصدر مماثلة
لوحة تحكم مخصصة لنظام إدارة المباني/نظام إدارة الصحة المنزلية
خدمة سحابية تم إنشاؤها بواسطة مُكامل أنظمة أو مُصنِّع معدات أصلية

باختصار، يساعدك Zigbee2MQTTفصل الأجهزة عن البرامجوبالتالي يمكنك اختيار أفضل جهاز للمهمة دون أن تكون مقيدًا بنظام بيئي واحد.

لماذا يُعدّ Zigbee2MQTT مهمًا للمنازل الذكية الحديثة والمشاريع التجارية الصغيرة؟

بالنسبة لأصحاب المنازل والشركات الصغيرة، يوفر Zigbee2MQTT بعض الفوائد العملية للغاية:

أجهزة قابلة للمزج والمطابقة
استخدم المقابس الذكية، وعدادات الطاقة، وأجهزة تنظيم الحرارة، وأجهزة استشعار الأبواب/النوافذ، وأجهزة استشعار جودة الهواء، والأزرار، والمرحلات من مختلف الشركات المصنعة في نظام موحد. على سبيل المثال، صُممت العديد من أجهزة OWON للعمل مع Zigbee2MQTT وHome Assistant بالإضافة إلى تطبيقات الشركات المصنعة.
تجنب احتكار المورد
لستَ مُجبراً على البقاء ضمن سحابة أو تطبيق واحد. إذا تغيّرت استراتيجية برامجك، يمكنك الاحتفاظ بمعظم أجهزتك.
انخفاض التكلفة على المدى الطويل
غالباً ما يكون استخدام منسق مفتوح واحد بالإضافة إلى مجموعة MQTT واحدة أرخص من استخدام محاور متعددة خاصة، خاصة في المباني الصغيرة ذات الغرف الكثيرة.
تحكم كامل في البيانات
يمكن أن تبقى البيانات من العدادات وأجهزة الاستشعار داخل شبكتك المحلية أو يتم إرسالها إلى السحابة الخاصة بك، وهو أمر مهم لشركات المرافق ومديري العقارات ومقدمي الحلول الذين يهتمون بالخصوصية وملكية البيانات.

لشركات تكامل الأنظمة، وشركات الطاقة، ومصنعي المعدات الأصليةكما أن Zigbee2MQTT جذاب أيضاً لأنه يدعم ما يلي:

النمذجة السريعة للخدمات الجديدة دون الحاجة إلى تصميم برامج راديو مخصصة من الصفر
التكامل مع الأنظمة الخلفية القائمة على بروتوكول MQTT
نظام بيئي واسع من أجهزة Zigbee المتوافقة لتطبيقات مختلفة

حالات الاستخدام النموذجية لـ Zigbee2MQTT

أنظمة إضاءة منزلية متكاملة وأنظمة استشعار آلية

من السيناريوهات الشائعة جدًا استخدام Zigbee2MQTT كعمود فقري لـ:

مفاتيح ومخفتات إضاءة جدارية بتقنية Zigbee
مستشعرات الحركة / الإشغال
أجهزة استشعار الأبواب/النوافذ
المقابس الذكية والمرحلات الجدارية

يتم نشر الأحداث (مثل اكتشاف الحركة، وفتح الباب، والضغط على الزر) عبر MQTT، وتحدد منصة التشغيل الآلي الخاصة بك كيفية استجابة الأضواء أو المشاهد أو الإشعارات.

مراقبة الطاقة والتحكم في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء

بالنسبة للمشاريع التي تراعي استهلاك الطاقة، يمكن لـ Zigbee2MQTT الاتصال بما يلي:

مقياس الطاقة ذو المشبكومرحلات سكة DINللدوائر والأحمال
المقابس والمآخذ الذكيةللأجهزة الفردية
منظمات حرارة Zigbee، وصمامات تنظيم الحرارة، ومستشعرات درجة الحرارةللتحكم في التدفئة

على سبيل المثال، تقدم شركة OWON عدادات طاقة Zigbee، ومرحلات ذكية، ومقابس ذكية، وأجهزة ميدانية لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء تُستخدم في إدارة الطاقة، والتحكم في التدفئة، ومشاريع أتمتة الغرف، والعديد منها مصنف على أنه متوافق مع Zigbee2MQTT و Home Assistant.

وهذا يجعل من الممكن ما يلي:

تتبع استهلاك الطاقة لكل دائرة كهربائية أو لكل غرفة
أتمتة جداول التدفئة والتبريد
اربط حالة الإشغال أو حالة النوافذ بنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لتجنب الهدر.

الفنادق الصغيرة، والمباني متعددة الشقق، والعقارات المؤجرة

يمكن أيضًا استخدام Zigbee2MQTT في بيئات تجارية خفيفة مثل:

فنادق بوتيكية
شقق طلابية
شقق فندقية أو شقق للإيجار

هنا، مزيج من:

منظمات حرارة ذكية بتقنية Zigbee وصمامات تنظيم الحرارة
عدادات الطاقة والمقابس الذكية
أجهزة استشعار الأبواب/النوافذوأجهزة استشعار الإشغال

يوفر بيانات كافية للتنفيذإدارة الطاقة على مستوى الغرفة، مع السماح للمشغل بالاحتفاظ بجميع العمليات المنطقية داخل خادم محلي بدلاً من سحابات متعددة للبائعين.

اعتبارات أساسية قبل اختيار Zigbee2MQTT

على الرغم من أن Zigbee2MQTT يتميز بالمرونة، إلا أن النشر المستقر لا يزال يتطلب تخطيطًا مناسبًا.

1. تصميم أجهزة وشبكات المنسق

اخترمنسق موثوق(دونجل أو بوابة) وضعها في المنتصف.
في المشاريع الكبيرة، استخدمأجهزة توجيه Zigbee(أجهزة التوصيل، أو المرحلات الجدارية، أو أجهزة الاستشعار المزودة بالطاقة) لتقوية الشبكة.
خطط لقنوات Zigbee لتجنب التداخل مع شبكات Wi-Fi الكثيفة.

2. منصة MQTT والأتمتة

ستحتاج إلى:

وسيط MQTT (على سبيل المثال، يعمل على خادم صغير، أو جهاز تخزين متصل بالشبكة، أو جهاز كمبيوتر صناعي، أو جهاز افتراضي سحابي)
طبقة أتمتة مثل Home Assistant أو Node-RED أو لوحة تحكم BMS مخصصة أو منصة خاصة

بالنسبة لعمليات النشر الاحترافية، من المهم ما يلي:

تأمين بروتوكول MQTT باستخدام المصادقة وTLS حيثما أمكن ذلك
حدد اصطلاحات التسمية للمواضيع والحمولات
سجل البيانات من الأجهزة المهمة (العدادات، أجهزة الاستشعار) لتحليلها لاحقًا

3. اختيار الجهاز والبرامج الثابتة

لتحقيق تكامل أكثر سلاسة:

يختارزيجبي 3.0الأجهزة حيثما أمكن لتحسين قابلية التشغيل البيني
يفضل استخدام الأجهزة المعروفة والمختبرة بالفعل من قبل مجتمع Zigbee2MQTT
حافظ على تحديث البرامج الثابتة للاستفادة من إصلاحات الأخطاء والميزات الجديدة

تستخدم العديد من منتجات OWON Zigbee - مثل أجهزة استشعار جودة الهواء، وأجهزة استشعار الإشغال، والمرحلات الذكية، والمقابس، وعدادات الطاقة، وأجهزة التحكم في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء - ملفات تعريف Zigbee القياسية والمجموعات، مما يجعلها مرشحة مناسبة لهذا النوع من التكامل.

استخدام Zigbee2MQTT مع أجهزة OWON Zigbee

من منظور الأجهزة، توفر OWON ما يلي:

أجهزة إدارة الطاقةأجهزة قياس الطاقة ذات المشبك، ومرحلات سكة DIN، والمقابس والمآخذ الذكية
أجهزة الراحة والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء: منظمات الحرارة، صمامات التحكم الحراري، أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة
السلامة والاستشعارأجهزة كشف الأبواب/النوافذ، وأجهزة كشف الحركة، وأجهزة كشف جودة الهواء، وأجهزة كشف الغاز والدخان
البوابات وأجهزة التحكم: بوابات الحافة، وشاشات التحكم المركزية، ووحدات الوصول

بالنسبة للعديد من شركات التكامل، يتمثل النهج النموذجي فيما يلي:

يستخدمZigbee2MQTTكطبقة تنسيق لدمج أجهزة OWON Zigbee الطرفية.
قم بتوصيل Zigbee2MQTT بوسيط MQTT المستخدم من قبل منصة إدارة المباني أو منصة إدارة الطاقة المنزلية الخاصة بهم.
تطبيق منطق الأعمال - مثل الاستجابة للطلب، أو التحكم في الراحة، أو توفير الطاقة بناءً على الإشغال - في تطبيقهم الخاص، مع الاعتماد على أجهزة Zigbee القوية في الميدان.

لأن OWON تدعم أيضًاواجهات برمجة التطبيقات على مستوى الجهاز وواجهات برمجة تطبيقات البوابةفي مشاريع أخرى، يمكن للشركاء البدء باستخدام Zigbee2MQTT للنشر السريع، ثم التطور لاحقًا نحو تكامل أعمق عند الحاجة.

نصائح عملية للتكامل من عمليات نشر حقيقية

استنادًا إلى تجارب المشاريع النموذجية، يمكن لبعض أفضل الممارسات أن تساعد نظامك على العمل بسلاسة:

ابدأ بمنطقة تجريبية
قم أولاً بتشغيل عدد محدود من أجهزة Zigbee، وتحقق من تغطية الراديو، وبنية الموضوع، والتشغيل الآلي، ثم قم بالتوسع.
قسّم شبكتك منطقياً
قم بتجميع الأجهزة حسب الغرفة أو الطابق أو الوظيفة (مثل الإضاءة، وتكييف الهواء، والسلامة) بحيث تظل مواضيع MQTT سهلة الصيانة.
مراقبة جودة الاتصال (LQI/RSSI)
استخدم خريطة الشبكة وسجلات Zigbee2MQTT لتحديد نقاط الضعف وإضافة أجهزة التوجيه عند الحاجة.
بيئات اختبار وإنتاج منفصلةلتحديثات البرامج الثابتة والأتمتة التجريبية، وخاصة في المواقع التجارية.
قم بتوثيق عملية الإعداد الخاصة بك
بالنسبة لمصنعي المعدات الأصلية ومكاملي الأنظمة، فإن التوثيق الواضح يسرع الصيانة والترقيات المستقبلية، ويسهل تسليم النظام إلى المشغلين.

الخلاصة: متى يكون استخدام Zigbee2MQTT منطقياً؟

إن Zigbee2MQTT ليس مجرد مشروع هواية؛ بل هو أداة عملية لـ:

أصحاب المنازل الذين يرغبون في التحكم الكامل في منزلهم الذكي
المكاملون الذين يحتاجون إلى طريقة مرنة لدمج أجهزة Zigbee المختلفة
مقدمو الحلول ومصنعو المعدات الأصلية الذين يرغبون في بناء خدماتهم على أساس الأجهزة القياسية

من خلال ربط أجهزة Zigbee ببنية تعتمد على MQTT، ستحصل على:

حرية اختيار الأجهزة من مختلف العلامات التجارية
طريقة متسقة للتكامل مع المنصات والسحابات الحالية
أساس قابل للتطوير للخدمات المستقبلية والتطبيقات القائمة على البيانات

بفضل مجموعة منتجاتها من عدادات الطاقة، والمفاتيح، وأجهزة الاستشعار، ومنظمات الحرارة، والبوابات، وغيرها الكثير التي تعمل بتقنية Zigbee، توفر OWONأجهزة مجربة ميدانياًيمكن أن يعمل ذلك خلف نشر Zigbee2MQTT، بحيث يتمكن المهندسون وأصحاب المشاريع من التركيز على البرامج وتجربة المستخدم ونماذج الأعمال بدلاً من تفاصيل الراديو منخفضة المستوى.